电动牙刷头及电动牙刷的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种电动牙刷头，它包括刷杆(1)和刷盘(5)，刷杆内安装传动轴(9)，传动轴的前端安装偏心轮(3)，刷盘通过轴孔连接装置安装于刷杆的前端，刷盘和所述偏心轮之间设置运动转换装置，用于将偏心轮的线性运动转换为刷盘绕自身转轴(7)的往返摆幅运动，所述运动转换装置包括L形滑动套(8)、设置在刷盘背部的突轴(5b)和设置在偏心轮前端的光滑偏心轴(3a)，L形滑动套内设第一和第二两个相互垂直的活动孔(8a、8b)，第一活动孔与所述突轴动配合，第二活动孔与所述光滑偏心轴动配合。本发明还提供了一种电动牙刷，其采用了上述电动牙刷头。本电动牙刷头具有寿命长，安全性好，运转平稳，噪音低等特点。
【专利说明】电动牙刷头及电动牙刷
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动牙刷，更具体地说，涉及电动牙刷头，以及采用该电动牙刷头的电动牙刷。
【背景技术】
[0002]在电动牙刷【技术领域】，有多种技术方案实现电动清洁，每一种技术方案在清洁能效、成本、可靠性、安全性等指标均有不同的表现。电动牙刷在清洁过程中需牙膏配合完成清洁过程，牙膏由磨料混合多种化合物及有机溶剂构成，加速了电动牙刷金属、塑料运动构件的磨损及化学性腐蚀损坏，轻度会缩短牙刷的寿命，严重会引致细小部件损坏后脱落于口腔引致安全问题。因此一款电动牙刷头结构设计的成功与否必须在安全性、清洁能效、寿命、经济性指标中获取平衡。
[0003]按最终清洁用动力可将电动牙刷划分为两类:
第一类为振动型牙刷，其动力源为超声波振子或驱动偏心轮连续运转产生离心力而振动的电机、或者由电磁铁吸合过程产生振动提供动力源，该类牙刷一般成本较高，高清洁能效不易保证，但在口腔中的运动件少，寿命及可靠性有优势。
[0004]第二类为电机动力直接拖动刷头的牙刷，该类设计直接由电机驱动实现旋转或直线往复运动，动力直接作用在口腔内，清洁能效一般都较高，经济性也较第一类有优势，但在口腔中运动的构件较多，在牙膏、漱口水等磨料和清洁剂的作用下，容易出现运动件过度磨损，造成寿命短，或化学龟裂引致小零件脱落于口腔造成安全问题。此类牙刷对结构合理性要求较高。
【发明内容】
[0005]本发明针对上述第二类电动牙刷存在的寿命短和安全性差的技术缺陷，提供一种寿命长、安全性好的电动牙刷头。
[0006]本发明提供的电动牙刷头，包括刷杆和刷盘，刷杆内安装传动轴，传动轴的前端安装偏心轮，刷盘通过轴孔连接装置安装于刷杆的前端，刷盘和所述偏心轮之间设置运动转换装置，用于将偏心轮的线性运动转换为刷盘绕自身转轴的往返摆幅运动，所述运动转换装置包括L形滑动套、设置在刷盘背部的突轴和设置在偏心轮前端的光滑偏心轴，L形滑动套内设第一和第二两个相互垂直的活动孔，第一活动孔与所述突轴动配合，第二活动孔与所述光滑偏心轴动配合。
[0007]优选地，所述L形滑动套和所述偏心轮之间设置间隙补偿弹簧。
[0008]优选地，所述轴孔连接装置包括设置在刷盘背部中心位置的圆柱形安装孔、设置在该安装孔底部中心位置的轴孔、设置在刷杆前端的圆柱形突台、以及固设在该突台的端面中心位置的刷盘转轴，所述突台插入所述安装孔内，二者动配合，所述刷盘转轴和所述轴孔动配合。
[0009]优选地，所述刷盘转轴和所述轴孔之间设置弹性轴套。[0010]优选地，所述刷盘和刷杆之间设置定位及运动控制装置，所述定位及运动控制装置包括，在刷盘的一侧沿径向设置的配合槽，以及固设在刷杆上的和该配合槽对应的销钉，所述销钉与所述配合槽动配合，在刷盘绕其转轴往返摆幅运动时，引导该刷盘同时沿该转轴做轴向往返运动。
[0011]优选地，所述配合槽呈V字形。
[0012]优选地，所述配合槽呈菱形。
[0013]优选地，所述刷盘的一侧沿径向设置长方形配合槽，对应地在刷杆设置销钉，所述销钉与所述长方形配合槽动配合。 [0014]优选地，所述刷杆内插装传动轴的支架，支架尾部设置卡扣与刷杆互锁，支架尾部还对称设有凸点，以与牙刷手柄对接时定位。
[0015]本发明还提供了一种电动牙刷，包括手柄，安装在手柄内的电机和电池，以及可拆卸地安装在手柄前端的牙刷头，其中，所述牙刷头采用上述任意一项所述的电动牙刷头。
[0016]本发明的有益效果是，由于所有运动件均采用孔轴配合，配合部为面接触，配合面积大，具有较强的抗磨损、抗堵转、抗非正常机械破坏能力，因而能够保证较长的使用寿命和较好的安全性。
[0017]从电机动力到刷盘摆动的动力转换过程中，所有运动件均为连续粘合运动，没有出现配合一脱离一再粘合的运动状况，因此不会出现因粘合分离产生的冲击，具有运转平稳，噪音低，且一致性好等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明第一实施例电动牙刷头的结构示意图；
图2为其刷盘的结构示意图；
图3为其L形滑动套的结构示意图；
图4为其内部结构示意图；
图5为其运动过程示意图；
图6为本发明第二实施例电动牙刷头的刷盘的结构示意图；
图7为本发明第三实施例电动牙刷头的刷盘的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0020]图1-4示出了第一实施例的电动牙刷头。如图1-4所示，第一实施例电动牙刷头包括刷杆1、支架2、偏心轮3和传动轴9，传动轴9通过支架2安装在刷杆I内可自由转动，传动轴9的前端安装偏心轮3，电机带动传动轴9转动，进而驱动偏心轮3线性运动，刷盘5通过轴孔连接装置安装于刷杆I的前端，刷盘5和偏心轮3之间设置运动转换装置，用于将偏心轮3的线性运动转换为刷盘5绕自身转轴(刷盘转轴)7的往返摆幅运动。
[0021]上述运动转换装置包括L形滑动套8、设置在刷盘5背部的突轴5b和设置在偏心轮3前端的光滑偏心轴3a，L形滑动套8内设相互垂直的第一活动孔8a和第二活动孔8b，第一活动孔8a与突轴5b动配合，第二活动孔Sb与光滑偏心轴3a动配合，第一活动孔8a为通孔，第二活动孔8b为盲孔。[0022]L形滑动套8和偏心轮3之间还装有间隙补偿弹簧4，能够自动调整零件之间的配合间隙，提高传动效率，减小噪音，进一步延长牙刷头的使用寿命。
[0023]上述轴孔连接装置包括设置在刷盘5背部中心位置的圆柱形安装孔5c、设置在该安装孔5c底部中心位置的轴孔5d、设置在刷杆I前端的圆柱形突台la、以及固设在该突台Ia的端面中心位置的刷盘转轴7，突台Ia插入安装孔5c内，二者动配合，刷盘转轴7和轴孔5d动配合。
[0024]进一步在刷盘转轴7和轴孔5d之间也设有弹性轴套，以自动调整零件之间的配合间隙。
[0025]刷盘5和刷杆I之间还设置定位及运动控制装置，该定位及运动控制装置包括，在刷盘5的一侧沿径向设置的配合槽5e，以及固设在刷杆I上的和该配合槽5e对应的销钉6，销钉6与配合槽5e动配合，在刷盘5绕刷盘转轴7往返摆幅运动时，引导刷盘5同时沿刷盘转轴7做轴向往返运动。其中，配合槽5e呈V字形。
[0026]支架2插装在刷杆I内可取出，支架2尾部设有卡扣2a与刷杆I尾部的扣位Ib配合，实现支架2和刷杆I互锁，支架2尾部还对称设置有凸点，以与牙刷手柄对接时定位。
[0027]电机通过传动轴9驱动偏心轮3连续转动(线性运动)，进而通过偏心轮3上的光滑偏心轴3a、L形滑套8和刷盘5上的突轴5b使刷盘5绕着刷盘转轴7往返摆幅运动，在该往返摆幅运动的过程中，销钉6和V字形配合槽5e相对运动，引导刷盘5同时沿刷盘转轴7做轴向往返运动，从而实现了刷盘5的三维运动。图5示出了第一实施例电动牙刷头的运动过程，包括A、B、C、D四种状态:状态A为光滑偏心轴3a在上极限位置时的状态，此时，L形滑套8处于突轴5b末端，刷盘5处于居中位置，销钉6在V字形配合槽5e的中部；传动轴9顺时针转动90度后进入状态B，此时光滑偏心轴3a运动到右极限位置，L形滑套8处于突轴5b中间，销钉6在V字形配合槽5e内的左部，刷盘5被拖动向右转动至右极限位置，同时向下运动到下极限位置；传动轴9再次顺时针转动90度后进入状态C，此时光滑偏心轴3a运动到下极限位置，L形滑套8处于突轴5b首端，销钉6返回至V字形配合槽5e中部，刷盘5被拖动向左转动至居中位`置，同时向上运动至上极限位置；传动轴9再次顺时针转动90度后进入状态D，此时光滑偏心轴3a运动到左极限位置，L形滑套8返回突轴5b中间，销钉6在V字形配合槽5e内的右部，刷盘5被拖动继续向左转动至左极限位置，同时向下运动至下极限位置；传动轴9再次顺时针转动90度后，就回到了状态A，以此循环，实现了刷盘5同时绕转轴7做径向往返摆动和沿转轴7做轴向往返运动。
[0028]图6示出了第二种刷盘11的结构，图中还画出了刷杆上的销钉6和刷盘转轴7。如图6所示，刷盘11与第一实施例中的刷盘5的区别仅在于:刷盘侧面的配合槽的形状不同，第一实施例1中刷盘5侧面的配合槽5e为V字形，图6中的刷盘11侧面的配合槽Ile为菱形。采用刷盘11替代第一实施例中的刷盘5，即可构成第二实施例电动牙刷头，菱形配合槽lie和刷杆I上的销钉6配合，也可以实现刷盘11绕转轴7径向往返运动时，同时沿转轴7做轴向往返运动。
[0029]上述两种实施例均能实现刷盘的三维运动，这种三维运动对牙龈上的牙斑、食物残余物的清洁能力有明显提升，对牙缝中的污垢剔除效果较明显，其功效相当于传统的牙签。经实际实施验证表明刷盘沿其转轴方向的运动行程控制在0.3^0.5毫米为宜，过大会容易引起牙龈受到过度刺激，过小对清洁能效提升不明显。[0030]图7示出了第三种刷盘10的结构，该刷盘10与第一实施例中的刷盘5的区别也仅在于:刷盘侧面的配合槽的形状不同，第一实施例1中刷盘5侧面的配合槽5e为V字形，图7中的刷盘10侧面的配合槽IOe呈长方形。采用刷盘10替代第一实施例中的刷盘5，即可构成第三实施例电动牙刷头，第三实施例电动牙刷头，刷盘10只能做二维运动，即只能绕转轴7径向往返运动。
[0031]将上述电动牙刷头卡接在电动牙刷手柄的前端，即可构成电动牙刷。电动牙刷手柄可采用现有的电动牙刷手柄，只要能和上述电动牙刷头在结构上实现卡接，并能给传动轴9提供转动力即可，通常手柄内至少包括电机和电池。
[0032]本发明一些实施例电动牙刷头至少具有以下优点:
1.清洁能效高，动力转换效率高，负载能力在同类产品有明显优势，对电机的动力要求低于同类产品；
2.因运动件均采用孔轴配合，运动件配合面积大，抗磨损、抗堵转、抗非正常机械破坏能力强，较同类产品的使用寿命及安全性能有明显优势；医学原则上在每天4分钟使用条件下，要求三个月要更换一个刷头，上述实施例刷头的寿命要远高于该指标；
3.从电机动力到刷头摆动的动力转换过程中，所有运动件均为连续粘合运动，无分离再粘合过程，最终表现出运转平稳，噪音低，且一致性好；
4.设计有间隙补偿机构，在出现磨损后，仍能保持较低的运转噪音指标；
5.依据需要可实现三维运动`，与常规刷头相比，刷头多了轴向往返运动，在动力不变条件下对清洁能力有明显提升；
6.无复杂精密的金属机加工构件，结构简单，装配结构合理，易实现无人干预的全自动装配，在经济性上有明显优势；
7.结构设计布局合理，强度高，最终表现为比同类产品设计体积小、能量转换效率高，不仅适合成人应用领域，因体积精巧，也适合用于儿童使用，因此市场适应范围宽。
【权利要求】
1.一种电动牙刷头，包括刷杆(I)和刷盘(5) (10) (11)，刷杆内安装传动轴(9)，传动轴的前端安装偏心轮(3)，刷盘通过轴孔连接装置安装于刷杆的前端，刷盘和所述偏心轮之间设置运动转换装置，用于将偏心轮的线性运动转换为刷盘绕自身转轴(7)的往返摆幅运动，其特征在于:所述运动转换装置包括L形滑动套(8)、设置在刷盘背部的突轴(5b)和设置在偏心轮前端的光滑偏心轴(3a)，L形滑动套内设第一和第二两个相互垂直的活动孔(8a、8b)，第一活动孔与所述突轴动配合，第二活动孔与所述光滑偏心轴动配合。
2.根据权利要求1所述的电动牙刷头，其特征在于:所述L形滑动套(8)和所述偏心轮⑶之间设置间隙补偿弹簧(4)。
3.根据权利要求1所述的电动牙刷头，其特征在于:所述轴孔连接装置包括设置在刷盘背部中心位置的圆柱形安装孔(5c)、设置在该安装孔底部中心位置的轴孔(5d)、设置在刷杆前端的圆柱形突台(la)、以及固设在该突台的端面中心位置的刷盘转轴(7)，所述突台(Ia)插入所述安装孔(5c)内，二者动配合，所述刷盘转轴(7)和所述轴孔(5d)动配合。
4.根据权利要求3所述的电动牙刷头，其特征在于:所述刷盘转轴(7)和所述轴孔(5d)之间设置弹性轴套。
5.根据权利要求1所述的电动牙刷头，其特征在于:所述刷盘和刷杆之间设置定位及运动控制装置，所述定位及运动控制装置包括，在刷盘的一侧沿径向设置的配合槽(5e)(He)，以及固设在刷杆上的和该配合槽对应的销钉(6)，所述销钉(6)与所述配合槽(5e)(He)动配合，在刷盘绕其转轴(7)往返摆幅运动时，引导该刷盘同时沿该转轴(7)做轴向往返运动。
6.根据权利要求5所述的电动牙刷头，其特征在于:所述配合槽(5e)呈V字形。
7.根据权利要求5所述的电动牙刷头，其特征在于:所述配合槽(lie)呈菱形。
8.根据权利要求1所述的电动牙刷头，其特征在于:所述刷盘的一侧沿径向设置长方形配合槽(IOe)，对应地在刷杆(`I)设置销钉(6)，所述销钉(6)与所述长方形配合槽(IOe)动配合。
9.根据权利要求1所述的电动牙刷头，其特征在于:所述刷杆内插装传动轴(9)的支架(2)，支架尾部设置卡扣(2a)与刷杆互锁，支架尾部还对称设有凸点，以与牙刷手柄对接时定位。
10.一种电动牙刷，包括手柄，安装在手柄内的电机和电池，以及可拆卸地安装在手柄前端的牙刷头，其特征在于:所述牙刷头采用权利要求1-9任意一项所述的电动牙刷头。
【文档编号】A61C17/34GK103654987SQ201210364790
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月26日 优先权日:2012年9月26日
【发明者】廖建明, 王思逸, 管原敏雄 申请人:沃辉有限公司